Абиотические факторы водной среды

Вода занимает преобладающую часть земной поверхности – 71 %.

Плотность. Водная среда очень своеобразна, например, плотность воды в 800 раз больше плотности воздуха, а вязкость – в 55 раз. Это влияет на образ жизни и жизненные формы ее обитателей.

Теплоемкость. Обладая высокой теплоемкостью, вода является главным приемником и аккумулятором солнечной энергии.

Подвижность способствует поддержанию относительной гомогенности физических и химических свойств.

Температура. Температурная стратификация (изменение температуры по глубине) оказывает влияние на размещение в воде живых организмов, на перенос и рассеивание примесей. Существуют периодические изменения температуры воды (годовые, суточные, сезонные).

Прозрачность воды определяется световым режимом над поверхностью воды и зависит от содержания взвешенных веществ. От прозрачности зависит фотосинтез растений.

Соленость. Содержание в воде карбонатов, сульфатов, хлоридов имеет большое значение для живых организмов. В пресных водах солей мало, в основном это карбонаты. В морских водах преобладают сульфаты и хлориды. Содержание солей в водах Мирового океана – 35 г/л, в Черном море – 19, в Каспийском море – 14, в Мертвом море – 240 г/л.

Адаптация организмов к факторам

Адаптация – процесс приспособления строения и функций организмов и их органов к условиям окружающей среды. С течением времени любые условия существования организмов изменяются. Однако в различных случаях и по различным экологическим факторам условия существования изменяются неодинаково. Выделяют 4 основных типа изменений условий существования:

• циклические изменения, действующие строго периодически (смена времени суток, сезонов года, приливно-отливные явления и т.п.);
• изменения без строгой периодичности, но повторяющиеся время от времени (ураганы, землетрясения и т.п.);
• изменения, действующие без строгой периодичности и неопределённо (изменения, связанные с действием антропогенных факторов);
• направленные изменения, при которых направление изменений условий существования остаётся неизменным в течение периода, продолжительность которого достаточно велика по сравнению с продолжительностью жизненного цикла данного вида организмов (прогрессирующая эрозия почв, зарастание водоёмов, заболачивание, накопление донных осадков, потепление климата).

Организмы легче всего адаптируются или адаптированы к тем факторам, которые чётко изменяются (строго периодические, направленные). Адаптационность к ним такова, что часто становится наследственно обусловленной. И если фактор меняет периодичность, то организм продолжает её в течение некоторого времени сохранять, т.е. действовать в ритме так называемых «биологических часов». Такое явление, в частности, имеет место при смене часовых поясов.

Некоторые трудности характерны для адаптаций к нерегулярно-периодическим факторам, но организмы нередко имеют механизмы предчувствия их возможности (землетрясения, ураганы, наводнения и т.п.) и в какой-то мере могут смягчать их отрицательные последствия. Наибольшие трудности для адаптаций представляют факторы, природа которых неопределенна, к ним организм, как правило, не готов, вид не встречался с такими явлениями и в процессе эволюции. Сюда относится группа антропогенных факторов. В этом их основная специфика и антиэкологичность. Только в отдельных случаях по отношению к таким факторам организмы могут использовать механизмы так называемых преадаптаций, т.е. те адаптации, которые вырабатывались по отношению к другим факторам.

Наряду с длиной дня организмы эволюционно адаптировались к другим видам периодических явлений в природе. Прежде всего, это относится к суточной и сезонной ритмике, приливно-отливным явлениям, ритмам, обусловливаемым солнечной активностью, лунными фазами и другими явлениями, повторяющимися со строгой периодичностью. Человек может нарушать эту ритмику через изменение среды, перемещением организмов в новые условия и другими действиями.

Ритмичность действия факторов среды, подверженная строгой периодичности, стала физиологически и наследственно обусловленной для многих организмов. Например, к суточной ритмике адаптирована активность многих животных организмов (интенсивность дыхания, частота сердцебиений, деятельность желез внутренней секреции и т.п.). Одни организмы очень стойко сохраняют эту ритмику, другие более пластичны. Например, отмечается, что чёрные крысы более стойки к суточной (или околосуточной) ритмике и поэтому меньше склонны к расселению, держатся определённых местообитаний; серые крысы более мобильны по ритмике, легче осваивают новые условия и поэтому являются практически космополитами.

Индивидуальны реакции отдельных людей на изменение суточной ритмики. Например, одни лица относительно легко переносят смену часовых поясов и требуют для адаптаций в новых условиях непродолжительного времени. Другие переносят такие смены болезненно и приспосабливаются к ним в течение более длительных периодов. Это явление представляет серьёзную проблему с физиологической и медицинской точек зрения. В частности, при решении проблем ночных смен работы, пребывания в космосе, перелётах на значительные расстояния и т.п.

Поразительна адаптированность некоторых организмов к подобным природным ритмам. Например, приливно-отливные ритмы связаны с солнечными сутками (24 часа), лунными сутками (24 часа 50 минут). Кроме этого, в течение последних имеют место два прилива и два отлива, которые ежедневно смещаются на 50 минут. Сила приливов изменяется также в течение лунного месяца, равного 29,5 солнечным суткам, а приливы дважды в месяц (при новолунии и полнолунии) достигают максимальной величины. Некоторые организмы, обитающие в приливно-отливной зоне (литораль), адаптируются ко всем изменениям в поведении водной среды.

Многие из ритмов становятся наследственно обусловленными. Например, при перемещении некоторых животных в северные районы они (животные) продолжают сохранять свою ритмику. В таких случаях нарушается правило приуроченности наиболее ответственных периодов в жизни (размножения) к более благоприятному времени. Так, австралийские страусы в условиях Аскании Нова (Украина) могут откладывать яйца на снег.